El origen de este monasterio está vinculado al personaje de san Lupo (Lupus, o Loup), nacido a finales del siglo IV en Toul (Meurthe y Mosela). La tradición lo pone en contacto con otros personajes de la época, como san Germán de Auxerre (c378-448). Casado con una hermana del obispo san Hilario de Arlés, ingresó en el monasterio de Lerins (Alpes Marítimos) donde tomó el hábito el 424. El 426 fue proclamado obispo de Troyes y ejerciendo el cargo intervino en algunos asuntos de la época, especialmente contra movimientos heréticos. Se considera también que se enfrentó a Atila, al frente de los hunos, evitando el saqueo de Troyes. Se le hace también fundador de una capilla dedicada a la Virgen, lugar donde más adelante sería enterrado y con el tiempo se convertiría en el actual Saint-Martin-ès-Aires. Después pasaría unos años practicando el eremitismo en los alrededores de Troyes y Mâcon, finalmente regresó a su sede episcopal, donde murió el 479.

Aquella iglesia que conservaba el sepulcro de san Lupo estaba situada en un lugar apartado del centro de la ciudad. Más adelante se estableció allí una comunidad monástica que algunos hacen retroceder hasta la época en la que Lupo aún vivía y era obispo de la ciudad, incluso que era fundación suya. La primera noticia que se dispone de esta abadía hace referencia al abad Winebaudus que hay que situar en el primer cuarto del siglo VII, por lo que se supone que la casa estaría ya en pleno funcionamiento en aquella época, pero que no confirma su existencia en el siglo V. Se sabe también que a mediados del siglo IX, Carlos el Calvo dotó a la abadía con varias posesiones. El 889 Troyes fue saqueado por los normandos, lo que obligó a la comunidad a abandonar el monasterio llevándose las reliquias y refugiarse en la ciudad. El resultado fue la destrucción de la casa monástica extramuros y su reconstrucción en el interior, junto a la catedral.

Esmalte de la Arqueta de Saint-Loup, destruída el 1793
Ilustración publicada en Statistique monumentale du département de l'Aube

La abadía de Saint-Loup se encontraba en aquella época en manos de los condes de Champaña. El 1104 algunos miembros de la comunidad de Saint-Loup regresaron a la antigua iglesia de Notre-Dame, ahora dedicada a san Martín, donde se había fundado el monasterio, para establecer allí una nueva comunidad seguidora de la Regla de San Agustín que daría paso a la abadía de Saint-Martin-ès-Aires. Por otra parte la propia abadía de Saint-Loup que se había relajado en sus costumbres y observancia fue reformada con la intervención de Bernardo de Claraval, en 1135 se introdujo la Regla de San Agustín e inauguró una nueva época de prosperidad. De esta casa dependían un número importante de prioratos, iglesias y hospitales, además de las tierras y granjas que le pertenecían.

Puerta de un tabernáculo procedente de la abadía (c1500)
The Walters Art Museum (Baltimore)